立管I-資用壓力ΔP

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1、第四章 室內熱水供暖系統的水力計算主要內容：主要內容：水力計算的基本原理及常用方法水力計算的基本原理及常用方法水力計算例題分析水力計算例題分析4.1 水力計算的基本原理水力計算的基本原理一、熱水供暖系統管路水力計算的基本原理1.熱水供暖系統管路水力計算的目的：確定確定計算管段計算管段的管徑，保證流量為設計值，保證散熱器散熱量。的管徑，保證流量為設計值，保證散熱器散熱量。計算管段計算管段管路中水流量和管徑都不變的一段管子。管路中水流量和管徑都不變的一段管子。一、熱水供暖系統管路水力計算的基本原理2.計算依據：計算公式：計算公式：用流量代替速度：用流量代替速度：得：得：（4-14）從上式得出：從上

2、式得出：R，G，d已知任意兩個，可求得第三個已知任意兩個，可求得第三個。每米管長沿程損失：每米管長沿程損失：一、熱水供暖系統管路水力計算的基本原理 3.管段的摩擦阻力系數：（1 1）.影響因素：影響因素：當當Re2320時，流動為時，流動為紊流紊流流動流動；雷諾數，相對粗糙度雷諾數，相對粗糙度一、熱水供暖系統管路水力計算的基本原理 3.管段的摩擦阻力系數：（2 2）.計算公式：計算公式：（一）（一）層流層流流動流動：摩擦阻力系數值僅取決于雷諾數Re值。=64/Re (4-4)3.管段的摩擦阻力系數：（2 2）.計算公式：計算公式：（二）紊流流動（二）紊流流動 當當Re2320Re2320時，流

3、動呈紊流狀態。在整個紊流區中，還可以分為三時，流動呈紊流狀態。在整個紊流區中，還可以分為三個區域：個區域：、水利光滑管區水利光滑管區：（4-5）一、熱水供暖系統管路水力計算的基本原理可用布拉修斯公式計算，即3.管段的摩擦阻力系數：（2 2）.計算公式：計算公式：（二）紊流流動（二）紊流流動、過渡區過渡區：過渡區的：過渡區的值，用洛巴耶夫公式來計算，即值，用洛巴耶夫公式來計算，即一、熱水供暖系統管路水力計算的基本原理（4-6）過渡區的范圍，大致可用下式確定：過渡區的范圍，大致可用下式確定：Re1=11d/K 或或 v1=11v/K m/s (4-7)Re2=445d/K 或或 v2=445v/K

4、 m/s (4-8)3.管段的摩擦阻力系數：（2 2）.計算公式：計算公式：（二）紊流流動（二）紊流流動、粗糙管區（阻力平方區）粗糙管區（阻力平方區）：可用尼古拉茲公式計算可用尼古拉茲公式計算一、熱水供暖系統管路水力計算的基本原理（4-9）對于管徑對于管徑等于或大于等于或大于40mm40mm的管子，用希弗林松計算公式也可得出的管子，用希弗林松計算公式也可得出很接近的數值：很接近的數值：（4-10）一、熱水供暖系統管路水力計算的基本原理目前管壁的當量絕對粗糙度目前管壁的當量絕對粗糙度K K值推薦采用下面的數值：值推薦采用下面的數值：對對室內熱水供暖系統室內熱水供暖系統管路管路 K=0.2mmK=

5、0.2mm 對對室外熱水網路室外熱水網路 K=0.5mmK=0.5mm4.能量損失：一、熱水供暖系統管路水力計算的基本原理沿程損失沿程損失(摩擦損失）摩擦損失）-當流體沿管道流動時，由當流體沿管道流動時，由于流體分子間及其與管壁間的摩擦所損失的能量；于流體分子間及其與管壁間的摩擦所損失的能量；局部損失局部損失當流體流過管道的一些附件（如閥門、當流體流過管道的一些附件（如閥門、彎頭、三通、散熱器等）時，由于流動方向或速度彎頭、三通、散熱器等）時，由于流動方向或速度的變化，產生局部漩渦和撞擊所損失的能量。的變化，產生局部漩渦和撞擊所損失的能量。熱水供暖系統中計算管段的壓力損失，可用下式表示：熱水供

6、暖系統中計算管段的壓力損失，可用下式表示：1.基本原理：基本原理：是將管段的是將管段的沿程損失轉變為局部損失沿程損失轉變為局部損失來計算。來計算。式中：式中：d 當量局部阻力系數。當量局部阻力系數。二、當量局部阻力法（動壓頭法）（4-16）2.總阻力計算公式：總阻力計算公式：管段的管段的總壓力損失總壓力損失P P可寫為：可寫為：二、當量局部阻力法（動壓頭法）（4-17）式中：式中：zh 管段的折算局部阻力系數。管段的折算局部阻力系數。式（式（4-17）還可改寫為：）還可改寫為：式中：式中：s 管段的管段的阻力特性數阻力特性數（簡稱阻力數），（簡稱阻力數），Pa/(kg/h)。它的數。它的數值表

7、示當管段通過值表示當管段通過1kg/h水流量時的壓力損失值。水流量時的壓力損失值。1.1.基本原理：基本原理：是將管段的是將管段的局部損失折合為管段的沿程損失局部損失折合為管段的沿程損失來計算。來計算。如某一管段的總局部阻力系數為如某一管段的總局部阻力系數為，設它的壓力損失設它的壓力損失相當于流經管段相當于流經管段 Ld 米長度的沿程損失，則：米長度的沿程損失，則：式中：式中：Ld 管段中局部損失的當量長度，管段中局部損失的當量長度，m。三、當量長度法：2.2.總阻力計算公式：總阻力計算公式：管段的管段的總壓力損失總壓力損失P P可寫為：可寫為：三、當量長度法：P=RL+Pj=R(L+Ld)=

8、R Lzh Pa （4-21）式中：式中：Lzh 管段的折算長度，管段的折算長度，m。當量長度法一般用在室外熱力網路的水力計算上當量長度法一般用在室外熱力網路的水力計算上1 1、按已知系統各管段的、按已知系統各管段的流量流量和系統的循環和系統的循環作用壓力（壓頭）作用壓力（壓頭），確定各管段的確定各管段的管徑管徑。2 2、按已知系統各、按已知系統各管段的流量管段的流量和各管段的和各管段的管徑管徑，確定系統所必，確定系統所必須的須的循環作用壓力循環作用壓力（壓（壓 頭）。頭）。3 3、按已知系統各、按已知系統各管段的管徑管段的管徑和該和該管段的允許壓降管段的允許壓降，確定通過，確定通過該該管段的

9、水流量管段的水流量。四、室內熱水供暖系統管路水力計算的主要任務和方法第四章 室內熱水供暖系統的水力計算第二節 自然循環雙管系統計算其其循環循環作用壓力為作用壓力為:系統的計算應從系統的計算應從最不利循環環路最不利循環環路開始，即是通過最遠立管開始，即是通過最遠立管及最底層散熱器的循環環路。及最底層散熱器的循環環路?！纠}4-1】確定重力循環雙管熱水供暖系統管路的管徑（見圖4-1）。熱媒參數：供水溫度tg=95,回水溫度th=70。鍋爐中心距底層散熱器中心距離為3m，層高為3m，每組散熱器的供水支管上有一截止閥。例題4-1圖【解解】計算步驟如下：計算步驟如下：1 1、選擇、選擇最不利環路最不利環

10、路最不利環路最不利環路：最不利環路是從散熱器最不利環路是從散熱器I I1 1順序的經過管段順序的經過管段、，進入鍋爐，再經管段，進入鍋爐，再經管段、進入散熱器進入散熱器I I1 1。2 2、計算最不利環路的、計算最不利環路的作用壓力作用壓力作用壓力作用壓力P P P P I I I I1 1 1 1，根據式（，根據式（4-4-2424）將已知數字帶入上式，得將已知數字帶入上式，得:P PI I1 1=9.81=9.81 3 3（977.81-961.92977.81-961.92）+350=818 Pa+350=818 Pa 3 3、確定最不利環路各管段的管徑、確定最不利環路各管段的管徑d d

11、 （1 1）求）求單位長度平均比摩阻單位長度平均比摩阻單位長度平均比摩阻單位長度平均比摩阻:根據式（根據式（4-234-23）Rpj=Rpj=P PI I1 1/L LI I1 1式中：式中：LI1=2+8.5+8+8+8+8+15+8+8+8+11+3+3 =106.5m 沿程損失占總壓力損失的估計百分數；沿程損失占總壓力損失的估計百分數；查附錄查附錄4-6，得，得=50%。代入上式，得代入上式，得:Rpj=3.84 Pa/mkg/h （3）根據）根據G、Rpj，選擇最接近，選擇最接近Rpj的的管徑管徑管徑管徑d d:并同時可查出與并同時可查出與d相對應的相對應的R、（2）根據各管段的熱負荷

12、，求出各管段的）根據各管段的熱負荷，求出各管段的流量流量流量流量，計算，計算公式如下：公式如下：4、確定沿程壓力損失、確定沿程壓力損失Py=RLPy=RL，將每一管段，將每一管段R R與與L L相乘，相乘，5 5、確定局部阻力損失、確定局部阻力損失P Pj j 圖圖4 41 1（1 1）確定）確定局部損失系數局部損失系數局部損失系數局部損失系數 注意：注意：注意：注意：在統計局部阻力系數時，對于三通和四通管件的局在統計局部阻力系數時，對于三通和四通管件的局部阻力系數，應列在流量較小的管段上。部阻力系數，應列在流量較小的管段上。（2 2）根據管段流速）根據管段流速v,v,可查出動壓頭可查出動壓頭

13、P Pd d值值 ，并可并可求出求出局部阻力損失局部阻力損失局部阻力損失局部阻力損失P P P Pj j j j6 6、求各、求各管段的壓力損失管段的壓力損失管段的壓力損失管段的壓力損失P P P P=Py+Py+PjPj7 7、求管路、求管路總壓力損失總壓力損失總壓力損失總壓力損失，即，即（Py+Py+PjPj）114114=712=712 PaPa8 8、計算、計算富裕壓力富裕壓力富裕壓力富裕壓力值值考慮施工的具體情況，可能增加一些計算中未加入的壓力考慮施工的具體情況，可能增加一些計算中未加入的壓力損失，因此，要求系統應有損失，因此，要求系統應有10%10%10%10%以上以上以上以上的富

14、裕度。的富裕度。%=%=（818-712818-712）/818*100%=13%10%/818*100%=13%10%9 9、確定通過立管、確定通過立管第二層散熱器第二層散熱器第二層散熱器第二層散熱器環路中各管段的管環路中各管段的管徑。徑。（1 1）求平均比摩阻）求平均比摩阻RpjRpjRpjRpj 根據根據并聯環路節點平衡并聯環路節點平衡并聯環路節點平衡并聯環路節點平衡原理，通過第二層管段原理，通過第二層管段1515、1616的資用壓力為的資用壓力為=1285-818+32 =499 Pa平均比摩阻為平均比摩阻為Rpj=0.5P P15、16/L=0.5*499/5=49.9 Pa/m（3

15、）求通過底層與第二層并聯環路的）求通過底層與第二層并聯環路的壓降不平均率壓降不平均率壓降不平均率壓降不平均率。（2）根據同樣方法，按）根據同樣方法，按15和和16管段的流量管段的流量G及及Rpj，確，確定管段的定管段的d d，并查得相應的，并查得相應的R R、v v值值=（499-524）/499*100%=-5%此相對差額在允許此相對差額在允許15%15%15%15%范圍內范圍內。10、確定通過立管、確定通過立管第三層散熱器環路上各管段的管徑，第三層散熱器環路上各管段的管徑，計算結果如下：計算結果如下：（1 1）通過立管）通過立管第三層散熱器環路的作用壓力為第三層散熱器環路的作用壓力為 P

16、PI3=9.81*9(977.81-961.92)+350=1753 Pa=9.81*9(977.81-961.92)+350=1753 Pa （2 2）管段）管段1515、1717、1818與管段與管段1313、1414、1 1為并聯管路。為并聯管路。通過管段通過管段1515、1717、1818的資用壓力為的資用壓力為 P P15,17,18=P PI3-P PI I1 1+（P Py y+P Pj j）1、13、14 =976 Pa （3）管段）管段15、17、18的實際壓力損失為的實際壓力損失為459+159.1+119.7=738 Pa。（4）不平衡率）不平衡率X13=（976-738

17、）/976=24.4%15%24.4%15%因因17、18管段已選用最小管徑，剩余壓力只能用第管段已選用最小管徑，剩余壓力只能用第三層散熱器支管上的閥門消除。三層散熱器支管上的閥門消除。11、確定通過立管、確定通過立管各層環路各管段的管徑各層環路各管段的管徑（1 1）確定通過立管）確定通過立管底層散熱器的作用壓力底層散熱器的作用壓力P P1 P P1=gH1(h-h-g)+g)+PfPf =9.81*3(977.81-961.22)+350 =9.81*3(977.81-961.22)+350 =818 Pa =818 Pa（2 2）確定通過立管）確定通過立管底層散熱器環路各管段管徑底層散熱器

18、環路各管段管徑d d管段管段19231923與管段與管段1 1、2 2、1212、1313、1414為并聯環路，從而求為并聯環路，從而求出管段出管段19231923的資用壓力的資用壓力P P1923=（Py+Py+PjPj）1 1、2 2、1214-（P PI1-P P1）=132-（818-818）=132Pa（3）管段）管段1923的水利計算同前，的水利計算同前，總阻力損失總阻力損失（Py+Py+PjPj）1923=132Pa=132Pa。（4 4）與立管）與立管并聯環路相比的不平衡率剛好為零。并聯環路相比的不平衡率剛好為零。通過立管通過立管的第二、三層個環路的管徑確定方法的第二、三層個環

19、路的管徑確定方法與立管與立管中的第二、三層環路計算相同，不再贅述。中的第二、三層環路計算相同，不再贅述。其計算結果列入表其計算結果列入表4-24-2中。中。表表4-24-2管段號 Q(W)G(kg/h)l(m)d(mm)v(m/s)R(Pa/m)Py=RL (Pa)Pd(Pa)Pj=Pd*(Pa)P=Py+Pj(Pa)123456789101112 立管I第一層散熱器I1環路作用壓力PI.1=818Pa11500522200.041.382.8250.7919.822.6279002728.5320.083.3928.843.1512.641.43151005198400.115.5844.6

20、15.955.9550.64223007678500.13.1825.414.924.9230.352950010158500.135.3442.718.318.3151.063740012878700.12.3919.12.54.9212.331.4774800257315700.28.69130.4619.66118.0248.483740012878700.12.3919.13.54.9217.236.392950010158500.135.3442.718.318.3151.010223007678500.13.1825.414.924.9230.311151005198400.115

21、.5844.615.955.9550.612790027211320.083.3937.343.1512.649.91349001693320.051.454.441.234.99.3142700933250.041.955.8540.793.29.1 l=106.5m (Py+Py+Pj)Pj)1-141-14=712 Pa=712 Pa 系統作用壓力富裕率系統作用壓力富裕率%=%=P PI.1I.1-(Py+Py+Pj)/Pj)/P PI.1I.1=(818-712)/818=13%10%=(818-712)/818=13%10%BACK 管段號 Q(W)G(kg/h)l(m)d(mm)v

22、(m/s)R(Pa/m)Py=RL (Pa)Pd(Pa)Pj=Pd*(Pa)P=Py+Pj(Pa)1234567891011121552001793150.2697.6292.85.033.23166.2459161200412150.065.1510.3311.7754.965 立管立管I第二層散熱器第二層散熱器I2 環路環路 作用壓力作用壓力PI2=1285PaPI2=1285Pa (Py+Py+Pj)15Pj)15、16=524Pa16=524Pa 不平衡百分率不平衡百分率XIXI2 2=（499-524499-524）/499=-5%/499=-5%BACK1730001033150.

23、1534.6103.8511.0655.3159.1181600552150.0810.9822.0313.1597.7119.7立管立管I 第三層散熱器第三層散熱器I3環路環路 作用壓力作用壓力P PI.I.3 3=1753Pa=1753Pa (Py+Py+Pj)17Pj)17、18=524Pa18=524Pa不平衡百分率不平衡百分率XIXI3 3=P P1515、1717、18-18-(Py+Py+Pj)15Pj)15、1717、1818 /P P1515、1717、18=18=（976-738976-738）/976=24.4%/976=24.4%15%15%BACK立管立管II通過第一

24、層散熱器環路通過第一層散熱器環路 作用壓力作用壓力P P19-23=132Pa19-23=132Pa管段號 Q(W)G(kg/h)l(m)d(mm)v(m/s)R(Pa/m)Py=RL (Pa)Pd(Pa)Pj=Pd*(Pa)P=Py+Pj(Pa)1234567891011121972002480.5320.072.871.432.417.28.6201200412150.065.1510.3271.7747.858.1212400833200.075.2215.742.419.625.32244001523250.074.7614.342.419.623.92372002483320.072

25、.878.632.417.215.8 (Py+Py+Pj)19-23=132PaPj)19-23=132Pa不平衡百分率不平衡百分率xII.1=xII.1=P P19-23-19-23-(Py+Py+Pj)19-23/Pj)19-23/P P19-23=(132-132)/132=0%19-23=(132-132)/132=0%立管立管II通過第二層散熱器環路通過第二層散熱器環路 作用壓力作用壓力P PII.2=1285PaII.2=1285Pa2448001653150.2483.8251.4528.32141.6393251000342150.052.996.0271.2333.239.2

26、BACK管段號 Q(W)G(kg/h)l(m)d(mm)v(m/s)R(Pa/m)Py=RL (Pa)Pd(Pa)Pj=Pd*(Pa)P=Py+Pj(Pa)123456789101112262800963150.1430.491.259.6448.2139.4271400482150.078.617.2272.4165.182.3立管立管II通過第三層散熱器環路通過第三層散熱器環路 作用壓力作用壓力P PII.3=1753PaII.3=1753PaBACK管段號 局部阻力個數 1散熱器20、90彎頭截止閥乙字彎分流三通合流四通1212112.02*2.0102*1.53.03.0 =25.0

27、232彎頭直流四通閘閥乙字彎11111.51.00.51.0 =4 3 4 5直流三通11.0 =1.0 670、90煨彎直流三通閘閥2115*0.5=2.52*0.5=1.02.5 =2.5 770、90煨彎閘閥鍋爐5215*0.5=2.52*0.5=1.02.5 =6管段號 局部阻力個數 870、90煨彎閘閥旁流三通3113*0.5=1.50.51.5 =3.591011直流三通11.0 =1.01232彎頭直流三通閘閥乙字彎11111.51.00.51.0 =4.01314直流四通32或25括彎112.02.0 =4.015直流四通15括彎112.03.0 =5.0BACK管段號 局部阻

28、力個數 1615，90彎頭15乙字彎分合流四通截止閥散熱器222112*2.02*1.52*3.0162.0 =31.017直流四通15括彎112.03.0 =5.01815彎頭15乙字彎分流四通合流三通截止閥散熱器2211112*2.02*1.53.03.016.02.0 =31.019旁流三通32閘閥32乙字彎1111.50.51.0 =3.0管段號 局部阻力個數 2015乙字彎截止閥散熱器分流三通合流四通211112*1.516.02.03.03.0 =27.02122直流四通20或25括彎112.02.0 =4.023旁流三通32乙字彎閘閥1111.51.00.5 =3.02415括彎

29、直流四通113.02.0 =5.02515乙字彎截止閥散熱器分流四通21122*1.516.02.02*3.0 =27.0BACK管段號 局部阻力個數 2615括彎直流四通113.02.0 =5.02715乙字彎15截止閥散熱器合流三通分流三通211112*1.516.02.03.03.0 =27.0BACK第四章第四章 室內熱水供暖系統的水力計算室內熱水供暖系統的水力計算第二節第二節 自然循環雙管系統計算例題自然循環雙管系統計算例題作業作業4P99頁：確定例題頁：確定例題4-1中立管中立管各管段的管徑。各管段的管徑。1、按已知系統各管段的流量和系統的循環作用壓力（壓頭），確定各管段的管徑。2

30、、按已知系統各管段的流量和各管段的管徑，確定系統所必須的循環作用壓力（壓 頭）。3、按已知系統各管段的管徑和該管段的允許壓降，確定通過該管段的水流量?？偨Y：室內熱水供暖系統管路水力計算的主要任務和方法第四章第四章 室內熱水供暖系統的水力計算室內熱水供暖系統的水力計算第三節第三節 機械循環單管熱水供暖系統管機械循環單管熱水供暖系統管路的水力計算方法和例題路的水力計算方法和例題一、機械循環單管熱水供暖系統的水力計算方法一、機械循環單管熱水供暖系統的水力計算方法1.循環壓力主要是由水泵提供，同時也存在著重力循環壓循環壓力主要是由水泵提供，同時也存在著重力循環壓力。力。提示提示：機械循環系統的作用力大

31、，路徑長，機械循環系統的作用力大，路徑長，Pf占機械循占機械循環總循環壓力的比例很小，可環總循環壓力的比例很小，可忽略不計忽略不計。重力循環系統作用壓力重力循環系統作用壓力:雙管：雙管：雙管：雙管：單管單管單管單管：PZh=gHi(i-i+1）+Pf 其中：其中：Pf-管道內水冷卻產生的重力循環作用壓力管道內水冷卻產生的重力循環作用壓力2.最不利循環環路的最不利循環環路的RPj選取選取:（1）若已知機械循環系統入口處的資用循環壓力，可據）若已知機械循環系統入口處的資用循環壓力，可據此值求出最不利循環環路的平均比摩阻此值求出最不利循環環路的平均比摩阻Rpj。3 3.機械循環雙管機械循環雙管系統：

32、系統：水在各層散熱器冷卻所形成的重力循環作用壓力不相等，水在各層散熱器冷卻所形成的重力循環作用壓力不相等，在進行各立管散熱器并聯環路的水力計算時，應在進行各立管散熱器并聯環路的水力計算時，應計算在內計算在內，不可忽略。不可忽略。（2）若入口處資用壓力較高時，一般按）若入口處資用壓力較高時，一般按RPj=60120Pa/m選取，剩余的資用循環壓力，由入口處的調壓裝置節流。選取，剩余的資用循環壓力，由入口處的調壓裝置節流。其他環路各管段的管徑：同自然循環熱水供暖系統其他環路各管段的管徑：同自然循環熱水供暖系統如如建筑物各部分層數相同建筑物各部分層數相同建筑物各部分層數相同建筑物各部分層數相同時，每

33、根立管所產生的重力循環時，每根立管所產生的重力循環作用壓力近似相等，可作用壓力近似相等，可忽略不計忽略不計忽略不計忽略不計；如如建筑物各部分層數不同時建筑物各部分層數不同時建筑物各部分層數不同時建筑物各部分層數不同時，高度和各層熱負荷分配比不，高度和各層熱負荷分配比不同的立管之間所產生的重力循環作用壓力不相等，應將其同的立管之間所產生的重力循環作用壓力不相等，應將其重力循環作用壓力的差額重力循環作用壓力的差額計算在內計算在內計算在內計算在內。4.機械循環機械循環單管單管系統：系統：【例題例題4-24-2】確定圖中機械循環垂直單管順流式熱水供確定圖中機械循環垂直單管順流式熱水供暖系統管路的管徑。

34、熱媒參數：供水溫度暖系統管路的管徑。熱媒參數：供水溫度t tg=95=95，t th=70=70。系統與外網連接。在引入口處外網的供回。系統與外網連接。在引入口處外網的供回水壓差為水壓差為30kPa30kPa30kPa30kPa，圖，圖4-24-2表示出系統兩個支路中的一個表示出系統兩個支路中的一個支路，散熱器內的數字表示散熱器的熱負荷。樓層高支路，散熱器內的數字表示散熱器的熱負荷。樓層高為為3m3m。二、機械循環單管熱水供暖系統管路二、機械循環單管熱水供暖系統管路的水力計算例題的水力計算例題圖 計算步驟：計算步驟：1 1、管段編號管段編號管段編號管段編號，如，如圖圖4-24-2所示。所示。5

35、.5.計算最不利環路各管段的計算最不利環路各管段的管徑管徑管徑管徑d d d d:查附錄表查附錄表4-14-14.4.計算最不利環路各管段的計算最不利環路各管段的流量流量流量流量G G G G:3 3、計算最不利環路的計算最不利環路的計算最不利環路的計算最不利環路的R R R RPJPJPJPJ:Rpj=Rpj=P P /L L0.50.530000/114.730000/114.7130.78 130.78 Pa/m/m采用推薦的采用推薦的Rpj=Rpj=60120Pa/m/m來確定最不利環路各管段的來確定最不利環路各管段的管徑。管徑。2 2、確定最不利環路確定最不利環路確定最不利環路確定最

36、不利環路。最不利環路是從入口到立管。最不利環路是從入口到立管。這個環路包括管段這個環路包括管段1 1到管段到管段1212。解8.8.計算最不利環路計算最不利環路1 112的的總壓力損失總壓力損失總壓力損失總壓力損失P P P P：（Py+Pj）112=8633Pa=8633Pa。最后算出最不利環路入口處的剩余循環壓力后，用調節閥最后算出最不利環路入口處的剩余循環壓力后，用調節閥節流消耗掉。節流消耗掉。6.6.計算最不利環路各管段的計算最不利環路各管段的實際實際實際實際R R R R、速度、速度、速度、速度v v v v:7.7.計算最不利環路各管段的計算最不利環路各管段的PyPyPyPy、Pj

37、PjPjPj及及及及P P P P9.確定立管確定立管確定立管確定立管IVIV的管徑的管徑的管徑的管徑：（1）確定立管確定立管確定立管確定立管IVIV的的的的R RPjPj:根據并聯環路節點壓力平衡原理，立管根據并聯環路節點壓力平衡原理，立管IV的資用壓力的資用壓力P PIVIV,由下式確定：由下式確定：P PIV=（P PIV P PV）（Py+Py+PjPj）67 PaPa由于兩根立管各層熱負荷的分配比例大致相等，水在立由于兩根立管各層熱負荷的分配比例大致相等，水在立管管、立管、立管所產生的重力循環作用壓力相等，所產生的重力循環作用壓力相等，P PIVIV=P PV V，因而因而P PIV

38、IV=（Py+Pj）6、7=2719=2719 立管立管IVIV的平均比摩阻為的平均比摩阻為(2)確定立管確定立管確定立管確定立管IVIV立、支的管徑立、支的管徑立、支的管徑立、支的管徑：根據根據Rpj和和G值，選值，選13、14的管徑的管徑 立管立管與管段與管段5 58 8并聯，同理，資用壓力并聯，同理，資用壓力P P =（Py+Py+PjPj）5 58=3524Pa8=3524Pa，立管管徑選用，立管管徑選用DN15x15DN15x15，計算結果，立管，計算結果，立管總壓力損失為總壓力損失為2941Pa2941Pa，不平衡百分率，不平衡百分率X =16.5%,X =16.5%,稍稍超出平均

39、值。稍稍超出平均值。10.計算立管計算立管計算立管計算立管IVIV的總壓力損失的總壓力損失的總壓力損失的總壓力損失：（Py+Pj）13、14=2941Pa。與立管與立管V的并聯環路相比，其不平衡百分率的并聯環路相比，其不平衡百分率XIV=-8.2%,在在允許值允許值15%15%范圍之內。范圍之內。11.11.確定立管確定立管確定立管確定立管的管徑的管徑的管徑的管徑及壓力損失及壓力損失及壓力損失及壓力損失:12.確定立管確定立管確定立管確定立管的管徑的管徑的管徑的管徑及壓力損失及壓力損失及壓力損失及壓力損失：立管立管與管段與管段4 49 9并聯。同理，資用壓力并聯。同理，資用壓力P=（Py+Py

40、+PjPj）4 49 9=3937Pa=3937Pa，立管，立管選用最小管徑用最小管徑DN15x15DN15x15，計算算結果，立管果，立管總壓力損失為總壓力損失為2941Pa。不平。不平衡百分率衡百分率X=25.3%，超出允許值。，超出允許值。剩余壓頭用立管閥門剩余壓頭用立管閥門消除。消除。13.確定立管確定立管確定立管確定立管I I I I的管徑的管徑的管徑的管徑及壓力損失及壓力損失及壓力損失及壓力損失：立管立管I與管段與管段310并聯，同理，資用壓力并聯，同理，資用壓力PI=（Py+Py+PjPj）3 31010=4643Pa=4643Pa。立管選用最小管徑立管選用最小管徑DN15x15

41、DN15x15，計算結果，立管，計算結果，立管I I的總壓力損失為的總壓力損失為3517Pa3517Pa，不平，不平衡百分率衡百分率X XI I=24.3%=24.3%，超出允許值，剩余壓頭用立管閥門，超出允許值，剩余壓頭用立管閥門消除。消除。計算結果見計算結果見表表4-44-4作業作業5先將右圖中各計先將右圖中各計算管段編號，算管段編號，再詳細計算各再詳細計算各計算管段局部計算管段局部阻力系數阻力系數。重力與機械循環計算之比較重力與機械循環計算之比較重力循環（例題重力循環（例題4 41 1）：）：n、最不利環路的作用壓力、最不利環路的作用壓力P P P P I I I I1 1 1 1：nP

42、 PI I1 1=9.81=9.81 3 3（977.81-961.92977.81-961.92）+350=+350=818 Pa818 Pa818 Pa818 Pan、最不利環路的最不利環路的Rpj：nRpj=Rpj=P PI I1 1/L LI I1 1 0.50.5818/106.5818/106.5=3.84 3.84 3.84 3.84 Pa/mPa/mPa/mPa/mn、最不利環路總壓力損失：、最不利環路總壓力損失：n （Py+Py+PjPj）1 11414=712 Pa712 Pa712 Pa712 Pa。n、最不利環路的作用壓力、最不利環路的作用壓力P P P P I I I

43、 I1 1 1 1，n系統與外網連接的引入口處外網的供回水壓差為系統與外網連接的引入口處外網的供回水壓差為30kPa30kPa30kPa30kPan、最不利環路的、最不利環路的R R R RPJPJPJPJ:Rpj=Rpj=P P /L L0.50.530000/114.730000/114.7130.78 130.78 Pa/m/m 采用推薦的采用推薦的Rpj=Rpj=60120Pa/m/m來確定最不利環路各管段的來確定最不利環路各管段的管徑。管徑。n、最不利環路最不利環路1 11212的的總壓力損失總壓力損失總壓力損失總壓力損失P P P P：（PyPy+PjPj）112=8633Pa86

44、33Pa8633Pa8633Pa。重力與機械循環計算之比較重力與機械循環計算之比較機械循環（例題機械循環（例題42）：）：管段號 Q(W)G(kg/h)l(m)d(mm)v(m/s)R(Pa/m)1234567 立管I第一層散熱器I1環路11500522200.041.38279002728.5320.083.393151005198400.115.584223007678500.13.1852950010158500.135.3463740012878700.12.39774800257315700.28.6983740012878700.12.3992950010158500.135.34

45、10223007678500.13.1811151005198400.115.5812790027211320.083.391349001693320.051.45142700933250.041.95174800257315400.55116.4123740012878320.3661.9532950010158320.2839.324223007678320.2123.095151005198250.2646.196790027223.7200.2246.317 _1369150.2058.088151005198250.2646.199223007678320.2123.09102950

46、010158320.2839.32113740012878320.3661.95127480025733400.55116.41管段號 Q(W)G(kg/h)l(m)d(mm)v(m/s)R(Pa/m)1234567例題41例題42表1 1、例題、例題4-14-1與例題與例題4-24-2的系統熱負荷、立的系統熱負荷、立管數、熱媒參數和供熱半徑都相同，機械管數、熱媒參數和供熱半徑都相同，機械循環系統的作用壓力比重力循環系統大得循環系統的作用壓力比重力循環系統大得多，系統的多，系統的管徑就細很多管徑就細很多。例題例題4-1與與4-2比較之結論：比較之結論：2 2、由于機械循環系統供回水干管的、由于

47、機械循環系統供回水干管的R R值選用較大，值選用較大，系統中各立管之間的系統中各立管之間的并聯環路壓力平衡較難并聯環路壓力平衡較難并聯環路壓力平衡較難并聯環路壓力平衡較難.只能只能靠立管上的閥門進行調節?？苛⒐苌系拈y門進行調節。通常機械循環系統的作用半徑較大，同時又采通常機械循環系統的作用半徑較大，同時又采用異程式布置管道，則用異程式布置管道，則近熱遠冷的水平失調近熱遠冷的水平失調近熱遠冷的水平失調近熱遠冷的水平失調現象難現象難以避免。以避免。例題例題4-1與與4-2比較之結論：比較之結論：避免環路不平衡的方法：避免環路不平衡的方法：為了避免例題為了避免例題4-24-2立管之間環路壓力不易平衡

48、立管之間環路壓力不易平衡的問題，工程設計中，可采用的方法如下：的問題，工程設計中，可采用的方法如下：（1）供、回水干管采用）供、回水干管采用同程式同程式布置；布置；（2）仍采用異程式系統，但采用）仍采用異程式系統，但采用“不等溫降不等溫降”方法進行水力計算；方法進行水力計算；（3）仍采用異程式系統，采用）仍采用異程式系統，采用首先計算最近首先計算最近立管環路立管環路的方法。的方法。作業作業6（選作題）（選作題）：請將例題請將例題42采用采用首先計算最近立管環路首先計算最近立管環路的方的方法進行水力計算。法進行水力計算。步驟：步驟：1.1.首先計算最近立管首先計算最近立管環路上各管段管徑環路上各

49、管段管徑2.2.以最近立管以最近立管的總阻力損失為基準，在允許的的總阻力損失為基準，在允許的不平衡率范圍內，確定該立管后面的供、回水不平衡率范圍內，確定該立管后面的供、回水干管和其他立管的管徑。干管和其他立管的管徑。參見參見P107P107頁：從中間內容開始。頁：從中間內容開始。管段號 Q(W)G(kg/h)l(m)d(mm)v(m/s)R(Pa/m)Py=RL (Pa)Pd(Pa)Pj=Pd*(Pa)P=Py+Pj(Pa)123456789101112 立 管 V174800257315400.55116.411746.21.5148.72223.11969.323740012878320.

50、3661.95495.64.563.71286.7782.332950010158320.2839.32314.61.038.5438.5353.14223007678320.2123.09184.71.021.6821.7206.45151005198250.2646.19369.51.033.2333.2402.76790027223.7200.2246.311097.59.023.79214.11311.67 _1369150.2058.08522.74519.66884.71407.48151005198250.2646.19369.5133.2333.2402.79223007678

51、320.2123.09184.7121.6821.7206.4102950010158320.2839.32314.6138.5438.5353.1113740012878320.3661.95495.6563.71318.6814.2127480025733400.55116.41349.20.5148.7274.4423.6 l=114.7 m (Py+Py+Pj)Pj)1 112=8633Pa 入口處的剩余循環作用壓力，用閥門節流入口處的剩余循環作用壓力，用閥門節流BACK立管立管IV 資用壓力資用壓力P PIVIV=(Py+Py+Pj)Pj)6 6、7 7=2719Pa=2719Pa管

52、段號 Q(W)G(kg/h)l(m)d(mm)v(m/s)R(Pa/m)Py=RL (Pa)Pd(Pa)Pj=Pd*(Pa)P=Py+Pj(Pa)1234567891011121372002487.7150.36182.071401.9963.71573.41975.314 _1249150.1848.84439.63316.93525.7965.31572002487.7150.36182.071401.9963.71573.41975.316 _1249150.1848.84439.63315.93525.7965.3立管立管III 資用資用A壓力壓力P PIIIIII=(Py+Py+Pj

53、)58=3524PaBACKBACK立管立管II 資用壓力資用壓力P PIIII=(Py+Py+Pj)49=3937Pa管段號 Q(W)G(kg/h)l(m)d(mm)v(m/s)R(Pa/m)Py=RL (Pa)Pd(Pa)Pj=Pd*(Pa)P=Py+Pj(Pa)1234567891011121772002487.7150.36182.071401.9963.71573.41975.318 _1249150.1848.84439.63316.93525.7965.31979002727.7150.39217.191672.4974.78673.02345.420 _1369150.2058

54、.08522.73319.66648.81171.5立管立管I 資用壓力資用壓力P PI I=(Py+Py+Pj)310=4643PaBACKBACK第四節第四節 機械循環同程式熱水供暖系統機械循環同程式熱水供暖系統例題例題4-3 ：將例題將例題4-2的異程式的異程式系統改為同程式系系統改為同程式系統，其他條件相同。統，其他條件相同。圖同程式系統的特點：同程式系統的特點：各個并聯環路的總各個并聯環路的總長度都相等。長度都相等?！窘饨狻? 1、首先計算最遠立管首先計算最遠立管V V的環路的環路，確定出供水干管各個管，確定出供水干管各個管段、立管段、立管V V和回水總干管的管徑及其壓力損失。計算方

55、和回水總干管的管徑及其壓力損失。計算方法與例題法與例題4-24-2相同，見水力計算相同，見水力計算表表4-54-5。2 2、用同樣方法，、用同樣方法，計算通過最近立管計算通過最近立管I I的環路的環路，從而確定，從而確定出出立管立管I I、回水干管各管段、回水干管各管段的管徑及其壓力損失。的管徑及其壓力損失。3 3、求立管、求立管I I和立管和立管V V的壓力損失不平衡率，使的壓力損失不平衡率，使不平衡率不平衡率在在5%5%以內以內。解：解：計算方法和步驟如下計算方法和步驟如下4 4、根據水力計算結果，借助水壓圖（、根據水力計算結果，借助水壓圖（圖圖4-64-6），確定），確定各立管資用壓力。

56、各立管資用壓力。例如：立管例如：立管IVIV的資用壓力的資用壓力P PIV（Py+Py+PjPj）1，2，10，11，12，13-（Py+Py+PjPj）15 6461-4359=2102Pa6461-4359=2102Pa。其他立管的資用壓力確定方法相同，數值見表其他立管的資用壓力確定方法相同，數值見表4-54-5。應注意應注意：如果個別立管供、回水節點間的資用壓力過小或過大，如果個別立管供、回水節點間的資用壓力過小或過大，則會使選用立管的管徑過粗或過細，設計不合理。則會使選用立管的管徑過粗或過細，設計不合理。方法：方法：調整第一、二步驟的水力計算，改變個別供、回水干調整第一、二步驟的水力計

57、算，改變個別供、回水干管的管段直徑，及各立管的管徑。管的管段直徑，及各立管的管徑。5、確定其它確定其它立管的管徑立管的管徑。根據各立管的資用壓力和立管。根據各立管的資用壓力和立管各管段的流量，選用合適的立管管徑，計算方法與例題各管段的流量，選用合適的立管管徑，計算方法與例題4-2相同。相同。6、求各立管的不平衡率求各立管的不平衡率。根據立管的資用壓力和立管的。根據立管的資用壓力和立管的計算壓力損失，求各立管的不平衡率，不平衡率應在計算壓力損失，求各立管的不平衡率，不平衡率應在10%10%以內。以內。計算結果見表計算結果見表4-54-5 （1 1）同程式系統的）同程式系統的管道金屬耗量多管道金屬

58、耗量多于異程式系統。于異程式系統。（2 2）同程式系統）同程式系統可可通過調整供、回水干管的各管通過調整供、回水干管的各管段的壓力損失段的壓力損失滿足立管間不平衡率滿足立管間不平衡率的要求。的要求。提示：提示：管段管段號號 Q(W)G(kg/h)l(m)d(mm)v(m/s)R(Pa/m)Py=Py=RLRL (Pa)(Pa)PdPd(Pa)(Pa)Pj=Pj=P Pd*d*(Pa)(Pa)P=P=PyPy+Pj(PaPj(Pa)供水管起供水管起點到計算點到計算管段末端管段末端的壓力損的壓力損失（失（PaPa）12345678910111213 通過立管通過立管V的環路的環路174800257

59、315400.55116.411746.21.5148.72223.11969.3196923740012878320.3661.95495.64.563.71286.7782.3275232950010158320.2839.32314.61.038.5438.5353.131054223007678250.3897.51780.11.070.9971.0851.139565151005198250.2646.19369.51.033.2333.2402.74359679002728200.2246.31370.51.023.7923.8394.34753679002729.5200.224

60、6.31439.97.023.79166.5606.453597 _1369150.2058.08522.74519.66884.71407.46767837400128740320.3661.952478.0863.71509.72987.7975497480025733400.55116.41349.20.5148.7274.4423.610178(Py+Py+Pj)Pj)1 19=10178PaBACK表4-5管段管段號號 Q(W)G(kg/h)l(m)d(mm)v(m/s)R(Pa/m)Py=Py=RLRL (Pa)(Pa)PdPd(Pa)(Pa)Pj=Pj=P Pd*d*(Pa)(P

61、a)P=P=PyPy+Pj(PaPj(Pa)供水管起供水管起點到計算點到計算管段末端管段末端的壓力損的壓力損失（失（PaPa）12345678910111213 通過立管通過立管 I 的環路的環路1079002729200.2246.31416.85.023.79119.0535.8328711 _1369150.2058.08522.74519.66884.71407.746951079002728.5200.2246.31393.65.023.79119.0512.6520712151005198250.2646.19369.51.033.2333.2402.756101322300767

62、8250.3897.51780.11.070.9971.0851.16461142950010158320.2839.32314.61.038.5438.5353.16814管段管段37與管段與管段1014并聯并聯 (Py+Py+Pj)1014=4063PaP P37=3931Pa =3931Pa (Py+Py+Pj)1Pj)1、2、8、9、1014=10226Pa系統總壓力損失為系統總壓力損失為10226Pa，剩余作用壓力，在引入口處用閥門節流，剩余作用壓力，在引入口處用閥門節流BACK管段管段號號 Q(W)G(kg/h)l(m)d(mm)v(m/s)R(Pa/m)Py=Py=RLRL (P

63、a)(Pa)PdPd(Pa)(Pa)Pj=Pj=PdPd*(Pa)(Pa)P=P=PyPy+Pj(PaPj(Pa)供水管起供水管起點到計算點到計算管段末端管段末端的壓力損的壓力損失（失（PaPa）12345678910111213 立管立管IV 資用壓力資用壓力 PIV=6461-4395=2102PaPIV=6461-4395=2102Pa1572002486200.2038.92233.53.519.6668.8302.316 _1249150.1848.84439.633.015.93525.7965.31572002483.5150.36182.07637.24.583.71286.7

64、923.9 立管立管III 資用壓力資用壓力 PIII=5610-3956=1654PaPIII=5610-3956=1654Pa1772002489200.2038.92350.33.519.6668.8419.118 _1249150.1848.84439.633.015.93525.7965.31872002480.5200.2038.9219.54.519.6688.5108.0BACK立管立管II 資用壓力資用壓力 PII=5207-3105=2102PaPII=5207-3105=2102Pa管段管段號號 Q(W)G(kg/h)l(m)d(mm)v(m/s)R(Pa/m)Py=Py=RLRL (Pa)(Pa)PdPd(Pa)(Pa)Pj=Pj=PdPd*(Pa)(Pa)P=P=PyPy+Pj(PaPj(Pa)供水管起供水管起點到計算點到計算管段末端管段末端的壓力損的壓力損失（失（PaPa）123456789101112131972002486200.2038.92233.53.519.6668.8302.320 _1249150.1848.84439.633.015.93525.7965.32172002483.5150.36182.07637.24.563.71286.7923.9BACK